Що таке shield. Що таке Arduino Шилд (Shield)? Внутрішній та зовнішні накопичувачі

Arduino - крихітна плата з великими можливостями, типовий представник Open Hardware та один з перших пристроїв, що здобули широку популярність у апаратних хакерів. Не дивно: зручний електронний конструктор дозволяє навіть новачкам швидко розібратися та почати з нуля розробляти власні пристрої.

Як швидко розпочати?

Для швидкого початку новачкові найпростіше купити готову плату – коштує вона приблизно $30. На платі буде всього два чіпи - мікроконтролер ATMEL та мікросхема USB-інтерфейсу, до якої він підключений. Всі інші елементи додаються самостійно за необхідності.

Програми для Arduino (звані на сленгу "скетчами") пишуться мовою Wiring. По суті це звичайний C++, розширений спеціальними процедурами типу «digitalWrite» (записати значення в порт) або «analogRead» (прочитати значення з АЦП). Освоюється все це в один-два присісти, особливо якщо в тебе вже є досвід програмування на C++. Написані скетчі компілюються та завантажуються в Arduino через USB за допомогою середовища ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software). Щоб зібрати найпростіший проект, потрібні якісь хвилин тридцять, без необхідності глибокого занурення в датішити ATMEL і конструкції асемблера. Мова інтуїтивно зрозуміла, а розібратися з нюансами допоможе непоганий онлайн-хелп. Та й паяти, до речі, теж необов'язково, якщо є безпайкова макетка та набір проводків.

Усі висновки мікроконтролера виведені на два акуратні ряди колодок, до яких можна підключати датчики, кнопки, дисплеї тощо. Однак, чим складніше обв'язування, тим більше з нею може бути геморою. Якщо йдеться про пару світлодіодів та кнопок, то жодних складнощів. Але якщо потрібно керувати моторами або обмінюватися даними через радіоінтерфейс, виникає ряд труднощів. Для боротьби з цією пороком і вигадали шилд-плати - готові плати для розширення функціональності.

Що таке Shield-плата?

Shield-плата – це готове рішення для реалізації частих завдань, що постають перед розробниками заліза. Прикладами таких завдань можуть бути і передачі даних через радіоінтерфейс, і робота з Ethernet, і управління електронними двигунами. Плати розширення легко встановлюються на Arduino, стикуючись із колодками пінів і утворюючи дуже жорстку конструкцію бутербродоподібну.

Можна встановлювати кілька плат одночасно, головне, щоб пристрої не конфліктували за ті самі піни Arduino. Трохи покопавшись у мережі, можна знайти таблиці зі списком популярних шилдів та зайнятих ними пінів (shieldlist.org).

Далі залишається лише підчепити відповідну бібліотеку до основного скетчу та випробувати роботу схеми за допомогою прикладеного до бібліотеки скетчу-прикладу. При такому підході час заощаджується двічі: спочатку на розробку та налагодження апаратної частини, а потім – програмної. Однак по-справжньому вдалих та популярних шилд-плат існує лише пара десятків. Чим хороший шилд відрізняється від поганого?

Насамперед, у ньому має бути кнопка скидання. Оцінити це може будь-хто, хто налагоджував Arduino з одягненим шилдом - штатна кнопка скидання стає недоступною і вправи з її натискання за допомогою підручних довгастих предметів порядком дратують. Хороший шилд також повинен бути сумісний з Arduino Mega – якщо у тебе розширена версія Arduino на ATmega1280 або ATmega2560, ще не факт, що з нею запрацює шилд, створений для звичної Uno чи Duemilanova. А все через те, що в Mega піни, що відповідають за апаратний SPI, перенесли в інше місце! Так що якщо шилд спілкується з Arduino по шині SPI, обов'язково вивчи його "черево" - сподіватися на сумісність з Mega можна, якщо ти побачиш там не тільки штирі, але й чорний роз'єм-розетку 2х3. Нижче я підготував огляд найкращих готових Shield-плат для вирішення частих завдань.

Управління моторами

Якщо необхідно керувати моторами, сміливо використовуй шилд Motorshield, створений талановитим американським інженером Лімором Фрідом aka ladyada (ladyada.net/make/mshield/).

Головна перевага шилду полягає в його універсальності, оскільки він підтримує до чотирьох моторів прямого струму, до двох крокових двигунів та двох серво-приводів. Можна комбінувати: наприклад, один кроковий та два двигуни постійного струму. Основу шилду забезпечують дві мікросхеми счетверенного H-моста L293D, здатні видавати струм до 600 мА на канал і працювати напругою від 4,5 до 36 В. Запаралелівши входи однієї мікросхеми, можна відсунути обмеження струму до 1,2 А.

За допомогою цього шилда можна, наприклад, керувати одночасно моторами та рульовою тягою моделі гоночного автомобіля, кроковими двигунами координатного столу. Для більш потужних навантажень можна використовувати Ardumoto з чіпом L298 від фірми Sparkfun (два канали зі струмами навантаження до 2 А) або більш просунуту версію Monster Moto Shield (sparkfun.com/products/10182) на двох чіпах VNH2SP30, здатну віддавати вже до 30 А з граничною напругою 41 В. Якщо справа дійде до останнього випадку, не забудь порадитися зі знаючими фахівцями: все-таки навантаження досить пристойні, можливо доведеться обзавестися додатковим радіатором, щоб не обпектися.

Робота з Ethernet

Існують два основних варіанти шилдів для роботи з Ethernet – на основі старого доброго чіпа ENC28J60 від Microchip та більш досконалого W5100 від Wiznet. Обидва рішення використовують для обміну шину SPI, забираючи всього чотири піни Arduino. Але ENC28J60 з'явився набагато раніше і явно програє просунутому W5100: лише 10 Мбіт/с, немає апаратної підтримки IP, UDP, TCP. Крім того, W5100 дозволяє працювати з чотирма сокетами (що означає підтримку чотирьох одночасних з'єднань).

Загалом, рекомендую використовувати саме W5100, тому що він суттєво економить ключовий ресурс мікроконтролера. оперативну пам'ять(SRAM), яку доводиться економити (у Atmega328 – всього один кілобайт). Ну і всі інші переваги передобробки є: поки W5100 сам перепитує пакети по протоколу TCP і вважає контрольні суми заголовків, Atmegа може спокійно займатися більш важливими речами.

Іншим прикладом є шилд Arduino Ethernet Shield (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield) від команди Arduino. З його допомогою можна створити скетч, який буде здатний:

отримувати динамічну IP-адресу по DHCP;
встановлювати час за протоколом NTP;
резолвувати імена через DNS;
проходити авторизацію через RADIUS;
виконувати функції нескладного Web-сервера або виступати як Web-клієнт, формуючи запити та здійснюючи парсинг відповідей.

З таких плат можна відзначити розробку Freetronics - EthernetShield with PoE (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe). Ідея живлення Ethernet-пристрою від тієї ж лінії Ethernet, до якої воно і підключено, народилася в 2001 році, а через два роки стала офіційним промисловим стандартом IEEE 802.3af. З власного досвіду зауважу, що немає нічого зручнішого для живлення автономних коробочок, які спілкуються по Ethernet і розкидані по будівлі в радіусі 100 метрів від спеціального комутатора. Коштує такий шилд трохи дорожче, вимагає придбання додаткової мікрохустки модуля PoE і замість SD-роз'єму має макетне поле.

Застосування такому шилду - виключно у нерухомих конструкціях, що вимагають взаємодії через мережу TCP/IP. Наприклад, відображення в браузер стану підключених датчиків або віддалене управлінняякимись механізмами.

Відразу згадується проект "твіттер-квіточка", в якому зв'язка Arduino + Ethernet за допомогою ввімкнутого в землю датчика вологості через твіттер скаржилася на сухість і вимагала негайного поливу. При всьому різноманітті застосування EthernetShield хочу попередити про те, що кожна бібліотека, безумовно, заощаджує час, однак забирає кілька кілобайт флеш-пам'яті мікроконтролера. Тому, якщо рано чи пізно упрєшся у граничний розмір 30 Кб своєї Arduino Duemilanova – подумай про заміну на Mega 2560, пам'яті для скетчів буде разів у вісім з половиною більше.

Використання карток SD

У проектах, пов'язаних із накопиченням будь-якої інформації (наприклад, GPS-координат), часто потрібно наростити обсяг доступної незалежної пам'яті. Найпростіше це зробити, підключивши стандартну картку SD. Для цього є кілька готових шилдів. Найсимпатичніший із відомих мені варіантів - microSD module, розроблений іспанською фірмою Libellium, що спеціалізується на моніторингу довкілля (goo.gl/iHCy4).

Шилд займає всього одну колодку пінів Arduino і дозволяє працювати з SD і SDHC-картами, попередньо відформатованими на FAT16 (переважно) або FAT32. Одночасно можна працювати лише з одним файлом, довгі імена не підтримуються.

Бездротові шилди

Найпростіші RF-модулі на амплітудній модуляції (ASK), що працюють в діапазоні 433 і 313 МГц, що не ліцензується, хоч і можуть використовуватися з Arduino через бібліотеку VirtualWire, але все одно видаються мені досить поганим варіантом.

Занадто сильно вони схильні до перешкод, стійко працюють тільки на низьких швидкостях, не мають апаратного поділу на канали - кілька одночасно працюючих передавачів заважатимуть один одному. Можливо, саме тому шилд-плат для них я поки що не зустрічав.

Полярну протилежність представляють плати сімейства Xbee, засновані на протоколах Zigbee, які ідеально підходять для організації розподілених сенсорних мереж з автономним живленням. Кожна така плата сама по собі є пристроєм із мікроконтролером на борту, і від шилду потрібно зовсім небагато – забезпечити узгодження з Arduino. Називаються такі шилди зазвичай Xbee Shield, але не завжди - наприклад, Libellium розробив Communication Shield (goo.gl/OZDxl). Шилд обов'язково містить два ряди колодок, до яких пристиковується модуль у форматі Xbee.

Єдиний недолік, мабуть, це ціна модуля Xbee. Натомість отримуємо швидкість до 250 Кбіт/с, дальність у межах прямої видимості до 90 метрів (модифікація Xbee PRO може добивати до 1,2 км), шифрування, економне енергоспоживання та можливість ретрансляції даних (два модулі прозоро спілкуються один з одним через третій).

Давно помічено, що якщо в компанії заходить мова про бездротові мережі, насамперед чомусь згадують про WiFi, набагато рідше – про Bluetooth. Як приклади підійдуть WiFly Shield від SparkFun (sparkfun.com/products/9954) та Bluetooth module від Libellium (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). Останній виконаний у форматі Xbee і працюватиме з будь-яким перехідним шилдом для Xbee, а програмне налаштування з Arduino нагадує діалог з модемом – через послідовний порт та AT-команди. До речі, свого часу було випущено оригінальну плату Arduino BT (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth), яка не мала USB-інтерфейсу, але програмувалася і підключалася до комп'ютера саме через Bluetooth. Великого поширення вона отримала - можливо, через збільшення ціни.

Для обміну даними через GSM зазвичай використовується мобільний телефон, здатний працювати по послідовному порту на рівнях TTL.
Але зараз таких все менше і менше – їх витісняє USB, для роботи з яким потрібно бути хостом (а не девайсом, яким є Arduino). Але, на щастя, виробники вже давно штампують закінчені GSM-модулі, до яких залишається при крутити зовнішню антену та роз'єм сімки. За прикладом далеко ходити не треба – GPRS Quadband module for Arduino від Libellium (goo.gl/KueFH), що базується на GPRS-модемі від SAGEM.
Особливість саме цієї моделі – GRPS-модуль знімний, і можна передавати не лише дані – розведений вихід на зовнішній спікерфон.

Різні шилди

Підсумовуючи короткий підсумок, можна з упевненістю сказати - розв'язання багатьох типових завдань давно існують як шилдов. Але не варто думати, що на цьому все закінчується. Ось кілька прикладів: Radiation Sensor Board від Libellium (лічильник Гейгера).

Шилд своїми руками

Як приклад створимо свій власний LCD-шилд. Схема підключення популярного алфавітно-цифрового РК-дисплея 1602 на контролері HD44780 можлива у двох варіантах - восьмибітною шиною або чотирибітною. Саме час відкрити стратегію шилдобудування Arduino: пінів багато не буває! Намагаємось використовувати їх за мінімумом і тому вибираємо чотирибітну схему (на наше щастя, підтримка такої схеми входить до дистрибутиву ArduinoIDE, у вигляді бібліотеки LiquidCrystal).

Використовуємо для побудови нашого шилду спеціальну заготівлю - протошилд, який є макетною платою з невеликими вишукуваннями. Найголовніша його цінність – це правильно розставлені отвори для пінів, для ідеальної стиковки з Arduino. Так вже вийшло, що всі колодки пінів розташовані на сітці з кроком 2,54 мм, крім однієї (якщо б не цей прикру факт, можна було б взяти будь-який шматочок «дірчастої макетки» і впаяти в нього штепсельні вилки PLS). Зроблено це було спеціально, щоб реципієнт по неуважності не вставив шилд навпаки і не спалив на корені майбутній шедевр.
Зверніть увагу, що схема передбачає наявність змінного резистора для регулювання контрастності. Це важливо! Якщо забити на це, при правильній в іншій схемі та скетчі нічого видно не буде. Підійде кожен на 10-20 ком, а саме на цьому протошилді він вже й так передбачений - правда підключений до входу analog0, тому доведеться припаяти зайвий проводок.

Візьмемо шматочок штирьової гребінки PLS і розпаяємо спочатку на контакти дисплея, а потім на шилд. Після цього треба взяти монтажний провід і акуратно, по черзі, зачистити та напаяти проводки від дисплея до пін Arduino згідно зі схемою – благо, вона нескладна. У мене інтуїтивним чином вдалося сховати більшу частину під дисплей.

Вдягнемо отриманий результат на Arduino і завантажимо перший тестовий приклад з каталогу LiquidCrystal. Нічого нема на екрані? Чи купа чорних квадратиків? Чи не біда, саме час підкрутити змінний резистор - впевнений, щось обов'язково з'явиться! В цьому випадку можеш полегшено зітхнути – тепер у тебе є перший шилд власного виготовлення. Ну і раз він заробив - можна заодно його русифікувати. Свого часу я змінив стандартну бібліотеку так, щоб символи кирилиці коректно транслювалися з UTF-8 на генератор дисплея. Шукай останню версію бібліотеки на github.com/mk90.

Однією з ключових переваг платформи Arduino є популярність. Популярну платформу активно підтримують виробники електронних пристроїв, що випускають спеціальні версії різних плат, що розширюють базову функціональність контролера Такі плати, цілком логічно звані платами розширення (інша назва: arduino shield, шилд), служать до виконання найрізноманітніших завдань й можуть спростити життя ардуинщика. У цій статті ми дізнаємося, що таке платня розширення Arduino і як її можна використовувати для роботи з різноманітними пристроями Arduino: двигунами (шилди драйверів двигунів), LCD-екранами (шилди LCD), SD-картами (data logger), датчиками (sensor shield ) та безліччю інших.

Давайте спочатку розберемося в термінах. Плата розширення Ардуіно - це закінчений пристрій, призначений для виконання певних функцій і підключається до основного контролера за допомогою стандартних роз'ємів. Інша популярна назва плати розширення – англомовне Arduino shield або просто шилд. На платі розширення встановлені всі необхідні електронні компоненти, а взаємодія з мікроконтролером та іншими елементами основної плати відбувається через стандартні піни ардуїно. Найчастіше харчування на шилд теж подається з основної плати arduino, хоча у багатьох випадках є можливість запитки з інших джерел. У будь-якому шилді залишаються кілька вільних пінів, які ви можете використати на свій розсуд, підключивши до них будь-які інші компоненти.

Англомовне слово Shield перекладається як щит, екран, ширма. У контексті його слід розуміти як щось, що покриває плату контролера, що створює додатковий шар пристрою, ширму, за якою ховаються різні елементи.

Для чого потрібні шилди arduino?

Все дуже просто: 1) для того, щоб ми заощаджували час, і 2) хтось зміг заробити на цьому. Навіщо витрачати час, проектуючи, розміщуючи, припаюючи та налагоджуючи те, що можна взяти вже у зібраному варіанті, одразу почавши використовувати? Добре продумані та зібрані на якісному обладнанні плати розширення, як правило, більш надійні та займають менше місця у кінцевому пристрої. Це не означає, що потрібно повністю відмовлятися від самостійного складання і не потрібно розумітися на принципі дії тих чи інших елементів. Адже справжній інженер завжди намагається зрозуміти, як працює те, що він використовує. Але ми зможемо робити складніші пристрої, якщо не щоразу винаходити велосипед, а зосередимо свою увагу на тому, що до нас ще мало хто вирішував.

Звичайно, за можливості доводиться платити. Практично завжди вартість кінцевого шилду буде вищою за ціну окремих комплектуючих, завжди можна зробити аналогічний варіант дешевше. Але тут вже вирішувати вам, наскільки критично для вас витрачені час чи гроші. З урахуванням посильної допомоги китайської промисловості вартість плат постійно знижується, тому найчастіше вибір робиться на користь використання готових пристроїв.

Найбільш популярним прикладами шилдів є плати розширення для роботи з датчиками, двигунами, LCD-екранами, SD-картами, мережеві та GPS-шилди, шилди із вбудованими реле для підключення до навантаження.

Підключення Arduino Shields

Для підключення шилда потрібно просто акуратно надіти його на основну плату. Зазвичай контакти шилду типу гребінки (тато) легко вставляються в роз'єм плати ардуіно. У деяких випадках потрібно акуратно підправити штирки, якщо плата спаяна неакуратно. Тут головне діяти акуратно і не додаватися до зайвої сили.

Як правило, шилд призначений для цілком конкретної версії контролера, хоча, наприклад, багато шилдів для Arduino Uno цілком нормально працюють із платами Arduino Mega. Розпинування контактів на меге виконано так, що перші 14 цифрових контактів і контакти з протилежного боку плати збігаються з розташуванням контактів на UNO, тому легко стає шилд від ардуіно.

Програмування Arduino Shield

Програмування схеми з платою розширення не відрізняється від звичайного програмування ардуїно, адже з погляду контролера ми просто підключили наші пристрої до його звичайних пін. У скетчі потрібно вказувати ті піни, які з'єднані у шилді з відповідними контактами на платі. Як правило, виробник вказує відповідність пінів на самому шилді або в окремій інструкції з підключення. Якщо ви завантажуєте скетчі, рекомендовані самим виробником плати, навіть це робити не знадобиться.

Читання або запис сигналів шилдів проводиться теж звичайним методом: за допомогою функцій та інших, звичних будь-якому ардуїнщик команд. У деяких випадках можливі колізії, коли ви звикли до цієї схеми з'єднання, а виробник вибрав іншу (наприклад, ви підтягували кнопку до землі, а на шилді – до живлення). Тут слід бути просто уважним.

Як правило, ця плата розширення йде в наборах Ардуїно і тому саме з нею Ардуїнщик зустрічаються найчастіше. Шилд досить простий – його основне завдання надати зручніші варіанти підключення до плати Arduino. Це здійснюється за рахунок додаткових роз'ємів живлення та землі, виведених на плату до кожного з аналогових та цифрових пінів. Також на платі можна знайти роз'єм для підключення зовнішнього джерела живлення (для перемикання потрібно встановити перемички), світлодіод і кнопка перезапуску. Варіанти шилду та приклади використання можна знайти на ілюстраціях.

Існує кілька версій сенсорної плати розширення. Всі вони відрізняються кількістю та видом роз'ємів. Найбільш популярними сьогодні є версії Sensor Shield v4 та v5.

Цей шилд Ардуїно дуже важливий в робототехнічних проектах, т.к. дозволяє підключати до плати Arduino відразу звичайний і серводвигуни. Основне завдання шилду – забезпечити управління пристроями споживаючими досить високий для звичайної плати ардуїно струм. Додатковими можливостями плати є функція управління потужністю двигуна (за допомогою ШІМ) та зміни напрямку обертання. Існує безліч різновидів плат motor shield. Спільним для них є наявність у схемі потужного транзистора, через який підключається зовнішнє навантаження, тепловідвідних елементів (як правило, радіатора), схеми для підключення зовнішнього живлення, роз'єми для підключення двигунів і піни для підключення до ардуїно.

Організація роботи з мережею – одне з найважливіших завдань у сучасних проектах. Для підключення до локальної мережічерез Ethernet існує відповідна плата розширення.

Плати розширення для прототипування

Ці плати досить прості - на них розташовані контактні майданчики для монтажу елементів, виведена кнопка скидання і є можливість підключення зовнішнього живлення. Призначення даних шилдів – підвищити компактність пристрою, коли всі необхідні компоненти розміщуються одразу над основною платою.

Arduino LCD shield та tft shield

Цей тип шилдів використовується для роботи з LCD-екранами в Ардуїно. Як відомо, підключення навіть найпростішого 2-рядкового текстового екрану далеко не тривіальне завдання: потрібно правильно підключити відразу 6 контактів екрану, крім живлення. Набагато простіше вставити готовий модуль у платню ардуїно і просто завантажити відповідний скетч. У популярному LCD Keypad Shield на плату відразу заведені від 4 до 8 кнопок, що дозволяє відразу організувати і зовнішній інтерфейсдля користувача пристрою. TFT Shield також допомагає

Arduino Data Logger Shield

Ще одне завдання, яке досить важко реалізовувати самостійно у своїх виробах – збереження даних, отриманих з датчиків, з прив'язкою за часом. Готовий шилд дозволяє не тільки зберегти дані та отримувати час з вбудованого годинника, але й підключити датчики у зручному вигляді шляхом паяння або на монтажній платі.

Коротке резюме

У цій статті ми з вами розглянули лише невелику частину великого асортименту різноманітних пристроїв, що розширюють функціональність Ардуїно. Плати розширення дозволяють зосередитись на найголовнішому – логіці вашої програми. Творці шилдів передбачили правильний та надійний монтаж, необхідний режим живлення. Все, що вам залишається, це знайти потрібну плату, використовуючи заповітне англійське слово shield, підключити її до ардуїно та завантажити скетч. Зазвичай будь-яке програмування шилду полягає у виконанні простих дійпо перейменуванню внутрішніх змінних вже готової програми. У результаті ми отримуємо зручність у використанні та підключенні, а також швидкість збирання готових пристроїв або прототипів.

Мінусом використання плат розширення можна назвати їх вартість та можливі втратиефективності через універсальність шилдів, що у їх природі. Для вашого вузького завдання або кінцевого пристрою всі функції шилду можуть бути не потрібні. У такому випадку варто використовувати шилд тільки на етапі макетування та тестування, а при створенні фінального варіанту свого пристрою задуматися про заміну конструкцією з власною схемою та типом компонування. Вирішувати вам, всі можливості для правильного виборуу вас є.

Процесор: NVIDIA Tegra X1, 64-біт, техпроцес 20 нм, 64-біт, чотири процесорні ядра Cortex-A57 (з об'ємом кеш-пам'яті L2 в 2 МБ) та чотири Cortex-A53
Графіка: NVIDIA, 256 ядер
Пам'ять: 3 ГБ ОЗУ, 16 ГБ убудованої + зовнішні накопичувачі
ОС: Android 7.0 (Nougat) на базі Android TV та Google Cast (вбудована технологія Chromecast)
Мережа: Wi-Fi b/g/n/ac MiMO, Dual Band, Gigabit Ethernet, Bluetooth версії 4.1, HDMI-CEC 2.0b (HDCP 2.2 + HDR10)
Звук: Dolby Digital Plus, Dolby Atmos 7.1/5.1 Pass-though
Ігрові можливості: потоковий ігровий сервіс NVIDIA GeForce NOW™, NVIDIA GameStream™, NVIDIA Share
Вага та габарити приставки: 250 г, 158х98х9-25
Вага контролера: 260 г
Вага пульта: 55 г

Вступ

Нещодавно компанія NVIDIA представила на російському ринку просунуту приставку з широкими мультимедійними фішками: від відтворення майже будь-якого формату відео в будь-якій роздільній здатності до стримінгу ігор зі свого ПК на екран телевізора. Крім того, пристрій Shield TV оснащено свіжою операційною системою Android, що дозволяє використовувати всі Google-сервіси, будь то фільми, музика, книги або ігри. Серед оригінальних речей, якими не може похвалитися жодна інша медіаприставка – можливість грати в хмарні ПК-ігри через сервіс GeForce Now. Більш того, гаджет дозволяє керувати «розумним будинком»: регулювати рівень освітлення, температуру, вмикати або вимикати музику, контролювати замки у дверях та багато іншого.

На даний момент на нашому ринку є дві версії пристрою. Одна називається Shield TV (на борту 16 ГБ вбудованої пам'яті та менше габарити), інша – Shield TV Pro (500 ГБ диск та більше габарити). Перша версія коштуватиме вам 18 000 рублів, а друга – 26 000 рублів.

Комплект поставки

Усередині білої симпатичної щільної коробки знаходяться приставка, контролер Shield, пульт Shield, мережевий адаптер, UBS-microUSB кабель, європейська вилка, коротка інструкція та інформація з безпеки. Звертаю увагу, що кабелю HDMI тут немає. Запаковано все надійно та якісно.

Док-станцію Shield Stand необхідно придбати окремо. Пристрій та аксесуари до нього будуть продаватися тільки та виключно на сайті NVIDIA у розділі «Купити».

Зовнішній вигляд приставки, контролера та пульта керування

Телевізійних приставокна тесті у мене було досить багато, і всі вони, як правило, виглядали однаково: або прямокутна коробка або овальна типу Xiaomi Mi TV. У пристрої NVIDIA Shieldпішли трохи більш оригінальним шляхом: форму складно назвати правильною прямокутною, вона ніби візуально перекошена на бік; складається з окремих нерівностегнових трикутників, які розташовані десь вище, десь нижче. Великий трикутник має глянсове покриття, решта верхньої панелі матова. Під цим трикутником є вставка зеленого кольору. При включенні гаджета вона підсвічується. Виглядає дуже оригінально та симпатично. Справа внизу видавлений глянсовий логотип NVIDIA. Бічні грані глянсові. Відверто кажучи, я противник глянсових поверхонь у подібних речах: так чи інакше, поверхня швидко покриватиметься пилом, іншими слідами, подряпини будуть помітнішими і так далі.

Нижня частина апарату також складається з геометричних фігур, покрита чимось типом софт-тач для стійкості. Ззаду є вентиляційні отвори, такі ж є і на тильній частині гаджета.

Додатково можна придбати спеціальний док Shield Stand, щоб приставка приймала вертикальний формат. Варто, не повірите, 2500 рублів.

Зі зворотного боку NVIDIA Shield розташовані наступні роз'єми: вхід живлення (дуже схожий на Type-C, але не він, пробував підключати кабель – нічого не вийшло), стандартний Ethernet для підключення до інтернету, HDMI-CEC 2.0b (підтримка протоколу захисту цифрового контенту HDCP 2.2 + HDR10) та два порту USBВерсія 3.0.

Контролер виглядає цілком типово для таких речей, проте текстура та й рельєф схожі на полігональну сітку, що нагадує нам про те, що гаджет розрахований на іграшки. Незважаючи на такий зовнішній вигляд, контролер тримати зручно, жодного дискомфорту не відчуваєш. Поверхня матова, злегка шорстка, всі поглиблення та опуклості зроблені так, що долоні точно охоплюють гаджет.

Стики зверху прогумовані; кнопки, хрестик, бампери та тригери – глянсові. Між двома стиками є сенсорна смужка регулювання гучності, під нею - "Назад" "Старт" і "На головну". Дві останні кнопки мають інші функції: «Старт» - плей/стоп музики або відео, «На головну» - запуск меню трансляції (запис відео з екрана, скріншоти).

Під ними роз'єм для підключення навушників 3.5 мм. На лицьовій стороні – логотип NVIDIA, також є кнопкою активації голосового помічника, поруч знаходиться мікрофон (на нього можна записувати ігровий процес). На звороті – microUSB для заряду геймпада. Оскільки приставка у мене всього близько місяця, відстежити, скільки часу працює контролер від одного заряду, складно, але більше трьох тижнів (офіційно близько 60 годин).

Геймпад зібраний дуже якісно, причепитися нема до чого. Є вібровіддача.

Пульт дистанційного керування(«дружить» з приставкою по Bluetooth) зроблений із пластику та металу ( Зворотній бік). Частина лицьової панелі ДУ – глянсова. Центральна область відповідає за сенсорне керування гучністю. Відверто кажучи, це найбільший фейл, тому що майже завжди, коли вистачав дистанційного керування, випадково то збільшував, то зменшував гучність.

Пульт ДУ має, на мою думку, не кращу ергономіку. По-перше, вже описав: випадково регулюється гучність. По-друге, найчастіше потрібний джойстик, а не велика кнопка голосового помічника, але щоб дотягнутися до нього, необхідно перекласти в долоні пульт. По-третє, не дуже зручна форма корпусу.

У нижній області є слот під дві батареї типу CR2032 3В.

Габарити приставки у порівнянні з Apple iPhone 5

Габарити ПДК порівняно з Apple iPhone 5

Технічна складова приставки

Новинка працює під керуванням процесора NVIDIA Tegra X1. Анонс цього чіпа відбувся ще в 2015 році на виставці Consumer Electronics Show, і презентував його генеральний директор NVIDIA Джен-сен Хуан.

Чіп Tegra X1 (кодова назва - NVIDIA Erista) є шостим поколінням сімейства Tegra і виготовлений компанією Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Що таке X1: ізольовані шини електроживлення, комутаційна система четвертого покоління, техпроцес 20 нм, 64-біт, чотири процесорні ядра Cortex-A57 (з об'ємом кеш-пам'яті L2 в 2 МБ) та чотири Cortex-A53.

Графічна система NVIDIA Shield TV має GPU з 256 ядрами з архітектурою NVIDIA Maxwell, підтримує DirectX 12, OpenGL 4.5, NVIDIA CUDA, OpenGL ES 3.1, Vulkan API та набір розширень AEP (Android Extension Pack).

Тест продуктивності

Чіпсет справляється з 4K відео H.265, VP9 та частотою зміни кадрів 60 fps, 4K x 2K з частотою 60 Гц, 1080p із частотою 120 Гц.

Нижче – дві таблиці з можливостями приставки та порівняння з найближчими конкурентами:

Пристрій прочитав без проблем усі тестові ролики.

Відео

Відтворення з роздільною здатністю до 4K HDR із частотою зміни кадрів 60 FPS (H.265/HEVC)
Відтворення з роздільною здатністю до 4K з частотою зміни кадрів 60 FPS (VP8, VP9, H.264, MPEG1/2)
Відтворення з роздільною здатністю до 1080p з частотою зміни кадрів 60 FPS (H.263, MJPEG, MPEG4, WMV9/VC1)
Підтримувані формати: Xvid/DivX/ASF/AVI/MKV/MOV/M2TS/MPEG-TS/MP4/WEB-M

Звук

Багатоканальний звук Dolby Atmos та об'ємний звук DTS-X через HDMI
Відтворення аудіо високої чіткості до 24 біт/192 кГц через HDMI та USB роз'єми
Збільшення частоти аудіо до 24 біт/192 кГц через USB
Підтримка: AAC, AAC+, eAAC+, MP3, WAVE, AMR, OGG Vorbis, FLAC, PCM, WMA, WMA-Pro, WMA-Lossless, DD+/DTS (pass-through), Dolby Atmos та Dolby TrueHD (pass-through) , DTS-X та DTS-HD (pass-through)

Запитань до швидкості приставки немає, все працює швидко, без затримок, лагів та гальм. Ігри для Android запускаються легко і невимушено :) Усі йдуть на максимальних налаштуваннях.

Робота з приставкою

Перше, що варто відзначити, – наявність програми PLEX для стримінгу будь-якого відео на телевізорі. Ця програма є як у версії TV, так і версії TV Pro. Сенс дуже простий: ви завантажуєте контент із ПК або Mac на приставку та стримайте на ТБ. Все просто та зрозуміло.

GeForce Now

Наступний козир у пристрої NVIDIA Shield – це функція GeForce Now. Вона знаходиться у розділі NVIDIA Game на головному екрані. Відвідавши цей розділ, ви виявите безліч різних ПК-ігор: наприклад, Just Cause 2, The Witcher 3, Trine, Tomb Raider, Hitman, Doom 3, Resident Evil 5, Border Lands 2, Mad Max, Saint Row, Dead Island, Sniper Elite , Sonic, Star Wars, Portal і такі вічні ігри, як Half-life 2 Episode 1 та 2. Список ігор .

Залишається лише запустити.

Відразу хочу попередити, що для цього сервісу буде потрібно якісний швидкий інтернетз пристойним роутером, тому що вся інформація стримуватиметься з різних серверів. Наскільки я зрозумів, у Росії таких серверів поки що немає.

У мене на тесті були Samsung SUHD TV 7000 серії та роутер із підтримкою 5 ГГц. За всіх сприятливих умов майже всі іграшки запускаються дуже швидко. Дозвіл вибираєте у самій грі.

Якщо мережа не гальмує і швидкість з'єднання більше 50 Мбіт/с, то деталізація у грі є досить високою. Однак у деяких іграх мені не вдалося отримати картинку 4К, тому зображення було HD (з чим це пов'язано, не зовсім ясно, тому що ігри на ПК спокійно розуміли як мінімум FullHD). Що стосується затримки, вона є, але в більшості випадків грати можна без проблем, особливо в ігри, що не вимагають швидких реакцій.

В цілому оригінальна функція GeForce Now, що дозволяє грати в ПК-ігри на максимальних параметрах (нехай і не завжди у найсвіжіші) без потужного комп'ютера(На момент тесту у мене ще був iMac, самі розумієте, на ньому особливо не пограєш).

Скріншоти з гри Metro 2033 (технологія GeForce Now)

Скріншоти з гри MadMax (технологія GeForce Now)

Гаджет працював дуже швидко, з іграшками не було проблем навіть у вирішенні 4К та майже з усіма включеними графічними параметрами. Запускав Metal Gear Solid V: The Phantom Pain і, звичайно, GTA V.

Для стримінгу ігор GameStream знадобиться програма GeForce Experience. Після інсталяції програми встановіть гру та додайте її до GE. Далі іконка гри з'явиться на приставці у розділі GameStream. Запускати можна як на комп'ютері, так і через приставку.

В даному випадку якість картинки на ТБ залежатиме не тільки від швидкості мережі, але й від потужності комп'ютера, з якого гра передається. У випадку MSI GT62VR проблем не було. Тестував GTA V на максимальних параметрах в 4К-дозвіл.

Зі стрімінгом іграшок з ПК було, звичайно ж, веселіше: по-перше, можна грати в будь-які ігри (ну майже, є список), по-друге, зображення значно краще, ніж у режимі GeForce Now. Затримок не спостерігав, принаймні спокійно пройшов кілька місій у GTA. Так, спостерігав лаги, але вони були поодинокі. Інше питання, що я не звик користуватися геймпадом, тому грати було зовсім незвично:)

Приклад стрімінгу Metal Gear Solid V: The Phantom Pain з MSI GT62VR

Приклад стрімінгу GTA V з MSI GT62VR

Шилд – це плата доповнення. Я пропоную розділити шилди на повнорозмірні та окремі модулі. Повнорозмірні своїми контурами повторюють форму плати Arduino, будь то UNO, Nano або MEGA. Окремі модулі - це плати довільної форми, створені до виконання певного набору функций. І ті й інші можуть бути як універсальними, так і для виконання вузькоспрямованих завдань.

У магазинах можна зустріти безліч шилдів, а при певній кваліфікації ви самі можете розвести друковану плату, що за формою і розташуванням висновків повторює ардуїну і зібрати свій унікальний. На зображенні зображена з набором шилдів.

Почнемо з шилда, який не несе в собі жодних особливих функцій, а створений для зручності монтажу ваших проектів. Отже, перший у нашому огляді полегшить монтаж проектів з платою Arduino Nano, правда толку від малих розмірів «НАНО» в такому випадку нуль.

На платі розташований роз'єм для підключення штекера від блоку питания, стабілізатор напруги, а також клемні колодки. Вони підписані та відповідають висновкам «Нанки». Крім того є кнопка «скидання» і світлодіод «Живлення».

Другий шилд призначений для плати Uno. На ньому розташована безпайкова макетна плата для складання проекту та висновки, що дублюють ті, що на самій ардуїні - зручне рішення.

Будь-який аналоговий датчик потребує живлення та мінусового контакту, коли їх багато – перемчок стає стільки, що розібратися у схемі буде дуже важко. Тому конструктори вигадали шилди для таких рішень. У них виведені всі входи і виходи, а контакти, що живлять, продубльовані і розміщені поруч.

Ось приклад такої плати для Ардуїно версії Мега.

Дротовий та бездротовий зв'язок

За допомогою цих плат можна організувати управління мікроконтролером через кабель Ethernet, наприклад, або безпроводів - через GSM-зв'язок, вставивши сім-карту.

Ця плата називається w5100 - містить модуль Ethernet і модуль SD-кардридера. Це означає, що можна зберігати дані, наприклад, лог вимірювань датчиків на карту пам'яті та керувати системою через web-інтерфейс. Щоб зв'язати з ним ардуїно, користуйтеся бібліотеками:

Ethernet library;

Зверніть увагу зовні він повторює концепцію Arduino UNO R3, крім того він підійде і на Mega.

Якщо W5100 вам здається занадто великим, то ENC28J60 займе менше місця. На жаль, в ньому вже відсутній SD-модуль.

Мінусом і те, що він може бути монтований на плату, а виконаний як окремого модуля.

W5500 – ще один варіант Ethernet-шилду. По суті - це доопрацьована версія W5100, оптимізована в плані швидкості та енергоефективності.

Зверніть увагу, що на повнорозмірних шилдах всі піни дублюються клемною колодкою. На жаль, шилди використовують порти. Саме це задіяє MOSI, MISO, SCK, і пін 10, для сигналу CS (вибір адресата для зв'язку).

Якщо вам потрібний бездротовий зв'язок – ваш вибір це Wi-fi шилди, якщо є інтернет та роутер, а якщо цього немає – GSM-модулі або GPRS Шилди.

На фото офіційний шилд. На ньому встановлений слот під Micro SD-карту пам'яті, а зв'язується з мікроконтролером він по SPI-протоколам, через Mini-USB можна оновлювати його програмне забезпечення. Підтримує 802.11b/g.

GPRS-шилд від "Амперки" ви бачите вище. Ви можете замінити антену більш потужною. Ближче до глядача видно слот для SIM-карти, трохи далі слот під батарею CR1225. Батарейка на платі потрібна для годин реального часу, а це важливе доповнення до можливостей GPRS-шилду. Ви можете надсилати СМС на нього та з нього.

За допомогою цієї плати можна вести контроль та давати команди (або будь-якому іншому проекту вашої реалізації), перебуваючи на будь-якому видаленні. Важливо, щоб ви перебували в зоні прийому стільникового зв'язку.

Як зберігати дані на Arduino?

У проектах не вся інформація міститься в пам'ять мікроконтролера. Іноді потрібно зберігати деякі обсяги інформації. Перше, що спадає на думку, вже сказано - це запис інформації з датчиків, щоб надалі вивчати як змінюється навколишнє середовище протягом годин, днів, років. Відмінним прикладом є – домашня метеостанція. Це корисно не лише вченим-дослідникам, а й любителям для загальної освіти та розвитку.

Це скоріше не шилд, а модуль. Він мініатюрний і легкий для повторення, до речі, його схема.

Є повнорозмірний шилд зберігання даних. Працює з SD-картами пам'яті, на борту є модуль годинника реального часу, який живиться від батарейки CR1220 напругою в 3 В, що є непоганим бонусом.

Керуємо потужним навантаженням із мікроконтролера

Перше що може спасти на думку - це реле. З їхньою допомогою можна комутувати як ланцюги постійного струму, так і з побутовою електромережею 220 Вольт вони впораються на ура.

Саме той модуль що зображений нижче може комутувати 1 кВт 220 навантаження (або 5А) по кожному з каналів, для підвищення потужності можна або запаралелити кілька каналів, або включати цим реле . У такому разі реле зі шилду відіграватимуть роль проміжних підсилювачів.

Звичайно ви можете комутувати реле так, як я описав у статті через транзистор і підібрати потрібно реле по струму, але використовувати готову плату буде надійніше, зручніше і виглядає краще.

Реле має один недолік - обмежена кількість спрацьовувань - це наслідок вигоряння контактів. Це буває через виникнення дуги при розмиканні потужного навантаження (особливо індуктивного характеру - це двигуна тощо). Зробити такий шилд можна за наступною схемою:

А ось як це виглядає у зборі:

Поему для включення навантаження змінного струму можна використовувати тиристори та симістори. Одна проблема - прямо до ардуїни підключати їх не можна, при пробої pn-переходу керуючого електрода, 220 можуть опинитися на платі мікроконтролера і спалити його. Вихід із цієї ситуації - використання оптосимістора.

Так як це завдання часто постає перед винахідниками, було розроблено готове рішення - симисторний shield, його повна назва - ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield for Arduino. Він спочатку призначався керувати світінням «гнучкого неона».

У нього є 8 каналів, до яких підключається мережа змінного струму та навантаження.

Шилди для двигунів

Управління електродвигуном не завжди легкий процес. У деяких ситуаціях вам може не вистачити пінів для реалізації поставленого завдання або алгоритм управління досить складний. З такими платами ви набагато швидше подолаєте проект свого робота.

Мотор-ШИЛД для ардуїно може управляти електродвигунами постійного струму (4 штуки) або двома кроковими двигунами.

Він збудований на базі двох L293. Ця мікросхема є складання з двох H мостів, це дозволяє управляти з можливістю реверсу двома ДПТ, або 1 кроковим біполярним двигуном. Схеми підключення відповідно:

А в лівому верхньому кутку плати є дві колодки під сервоприводи (плюс, мінус і сигнал, що управляє). Червоним колом обведено місце, куди встановлюється перемичка джампер. Якщо вона стоїть – то ця плата живиться від базової плати ардуїно, а якщо ні – від зовнішнього джерела на 5 ст.

За допомогою цього модуля від вітчизняного виробникаможна керувати двома двигунами постійного струму, в ньому теж є джампер, що об'єднує лінії живлення мікроконтролера або роз'єднує їх - для живлення від окремого джерела.

Можна керувати двигунами, які розраховані на діапазон напруги від 5 до 24 Вольт. Замість 2-х DC-моторів можна використовувати 1 однофазний кроковий або запаралелити канали та підключити 1 потужний DC мотор зі струмом до 4А, а це не мало – 48 Вт при напрузі живлення у 24 В.

Для підключення сервоприводу потрібно три дроти – плюс, мінус та сигнал, але що робити, якщо у вас багато серв? Ваша плата перетвориться на місиво з перемичок. Щоб це уникнути, є мультисерво шилд.

Тут також є можливість поділу ланцюгів живлення, як це було в попередньому варіанті. Разом можна підключити 18 сервоприводів (на платі нумерація від 0 до 17).

Всюди є своя специфіка, шилди для незвичайних завдань.

В атмеге328, серце нашої плати, є АЦП. Головна проблема в тому, що на платі ардуїно уно ми бачимо лише 6 аналогових входів. Що робити, якщо у нас більше аналогових датчиків?

Можна зібрати дві ардуїно на єдину мережу. Одну використовувати як основну, а другу допоміжну для змін та з першою відправляти на сервер сигнали вимірювань або виводити їх на екран… Але це складно: потрібно витрачати пам'ять на додаткові рядки програмного коду для реалізації такої системи.

А якщо помножити кожен вхід на 16? Разом у нас може бути до 16 * 6 = 96 аналогових входів. Це реально за допомогою мультиплексора. Він просто перемикає по черзі 16 аналогових каналів на один аналоговий вихід, який ви підключаєте до такого входу будь-якого світоконтролера.

Засобами мікроконтролера Атмега дуже важко релізувати функцію розпізнавання голосу, але ардуїнщики можуть не впадати у відчай, є спеціальне рішення - EasyVR Shield 3.0.

Це готове, але дороге рішення, на момент написання статті він коштує майже 100 доларів у Росії. Спочатку шилд запише вашу команду, потім порівняє її про те що записано у пам'яті, визначивши номер - виконає її.

Ви можете влаштувати діалог з комп'ютером, він може відтворювати те, що в ньому записано. Без додаткових підсилювачів рекомендується спілкуватися з цією платою з відстані не більше 60 см.

Виводимо зображення

LCD Keypad shield – це справжня панель управління. На ньому розташований дисплей LCD1602 (16 символів у два рядки), та набір кнопок. Через них задіяно досить багато портів, наприклад A0 і D4 по D7 під клавіатуру, а порт D10 - ШИМ-регулятор яскравості підсвічування. D8 і D9 - скидання та включення.

Насправді існує багато сумісних дисплеїв з ардуіно. Вірніше, тих, про які написано найбільше інформації і ви легко їх запустите у своїй системі. Досить популярний у колах саморобників екран від NOKIA 5110, на вибір є і OLED і TFT екрани, що працюють по I2C. Але вони не у «шилдовому» виконанні.

Автономне харчування

Досить незвичайний шилд у цій добірці, який виконує звичайне завдання. Power shield - це з усіма необхідними захистами та роз'ємом для зарядки. Начебто нічого особливого, але це забезпечить завершений вигляд вашого проекту, а ланцюги живлення не доведеться розміщувати поряд з основними платами.

Висновок

Використання шилдів для всіх завдань проекту дозволить уникнути зайвої кількості перемичок та з'єднань, а це знизить кількість помилок та зайвих перемичок. Після складання ви отримаєте багатоповерховий бутерброд із плат заводського виготовлення. Такий підхід іноді називають «модульною конструкцією». Між іншим, це полегшить обслуговування, ремонт та налагодження обладнання.

Ентузіасти практикують проектування, розведення та складання унікальних модулів. Це одна з причин високої популярності Ардуїно не просто як платформи для саморобок, макетів та прототипів, а й як платформи для готових рішень.

Багато компаній, які в минулі роки були відомі насамперед або виключно як виробники комп'ютерних комплектуючих, визнали нове правило успіху на ринку користувальницької електроніки: у той час як користувальницький досвід мобільних і настільних ПК все менше обмежений продуктивністю, вже недостатньо випускати хороше залізо. Більш переконливо в очах покупців виглядає пропозиція готового продукту, вбудованого в екосистему та хмарних сервісів.

NVIDIA послідовно інтегрувала елементи цієї моделі у свій основний бізнес - графічні процесори, які зараз оточені масою супутніх програмних технологій, починаючи зі спеціалізованих API для всіх завдань, пов'язаних з GPU, і закінчуючи клієнтським програмним забезпеченням GeForce Experience, яке фактично є способом організувати ігрові функції в зручний недосвідченому користувачеві консолеподібний інтерфейс.

Створивши портативну консоль SHIELD, а потім планшет SHIELD Tablet K1, NVIDIA промацала ґрунт для наступної ініціативи – стати постачальником спеціалізованих ігрових пристроїв та контенту поряд із Microsoft, Sony та Nintendo. І якщо мобільним SHIELD симпатизує насамперед гіковська аудиторія, то ТВ-приставка SHIELD TV, що стала останнім доповненням до цієї лінійки, має шанс на широке визнання.

Доля SHIELD TV лежить на перетині двох функцій - стрімінг 4К-відео з ЛОМ та інтернету та ігри у форматі повноцінної домашньої консолі. Однак SHIELD TV не претендує на змагання з PlayStation 4 та Xbox One. Нехай у NVIDIA і є все технічні можливостіЩоб піти на такий крок, компанія обрала інший напрямок. SHIELD TV розрахована в першу чергу на трансляцію ігор з платформи, що має кращу , ніж у будь-якої консолі,продуктивністю та можливостями, - ПК. Спочатку NVIDIA пропонувала стрімінг ігор з домашнього комп'ютера, але зараз на перший план виходить хмарний сервіс GeForce NOW, що виріс із експериментального проекту NVIDIA GRID.

Приставка SHIELD TV була представлена ще навесні 2015 року і офіційно не постачалася до Росії. Сьогодні ми розглянемо її оновлену версію, доступну для росіян, і дізнаємося, що це таке. комп'ютерні ігриу хмарі.

⇡ Технічні характеристики, ціни

В основі приставки лежить система на чіпі Tegra X1, виготовлена за техпроцесом TSMC 20 нм. SHIELD TV - один з небагатьох пристроїв, де знайшла застосування ця SoC, що належить до рідкісного серед чіпів на ARM класу енергоспоживання (TDP Tegra X1 становить 15 Вт), що обмежує її застосування ультракомпактними ноутбуками і комп'ютерами, що вбудовуються. Інші відомі приклади – автомобільні плати DRIVE CX/PX від NVIDIA та ноутбук-трансформер Google Pixel С. Нарешті, ми можемо цілком упевнено стверджувати, що саме Tegra X1 лягла в основу консолі Nintendo Switch.

Якщо врахувати, що Tegra X1 існує вже два роки, а це великий термін на споживчому ринку, малоймовірно, що ми зустрінемо її знову в якомусь іншому продукті, тому не будемо докладно розглядати архітектуру чіпа та обмежимося коментарем до кількох ключових фактів.

Відомо, що NVIDIA давно працювала над власною архітектурою CPU – Denver. Замість чотирьох і більше ядер, здатних виконувати одночасно невелику кількість інструкцій (як прийнято в ліцензованих у ARM архітектурах), Denver комплектується двома надзвичайно «широкими» конвеєрами (аж до семи інструкцій за такт). Такий підхід, який раніше зарекомендував себе в серії мікросхем Apple A6-A10,забезпечує високу продуктивність та енергоефективність як у багатопотоковому, так і в однопотоковому навантаженні - те, чим не можуть похвалитися стандартні армівські ядра. Однак до впровадження в комерційні SoC архітектура Denver дозріла лише порівняно недавно (восени минулого року), коли NVIDIA випустила Tegra X2, де Denver поєднується із GPU сімейства Pascal.

Tegra X1, навпаки, включає вісім ліцензованих ядер - чотири високопродуктивні ядра ARM Cortex-A57 і чотири енергоекономічні Cortex-A53. Це стандартна у рамках архітектури big.LITTLE комбінаціяВи можете знайти у багатьох мобільних SoC (наприклад, Qualcomm Snapdragon 810 або деякі чіпи Samsung серії Exynos Octa). Однак Tegra X1 виділяється серед подібних чіпів способом розподілу потоків між високопродуктивним та економічним кластерами ядер. Якщо інші SoC пред'являють планувальнику ОС весь набір ядер (Global Task Scheduling), то у роботі з Tegra X1 планувальник ОС «бачить» тільки той чи інший кластер, перемикання між якими відбувається автоматично. Ефективність цього підходу у випадку Tegra X1 ґрунтується на сполучній шині власної розробки, що забезпечує когерентність кешів.

Однак за два роки індустрія мобільних SoC пішла далеко вперед, і Tegra X1 більше не претендує на лідерство в швидкодії CPU перед сучасними конкурентами (таких як Apple A9X, Apple A10, Qualcomm Snapdragon 825), так само як і нових чіпів NVIDIA - Tegra X2 і Tegra P1. Тим не менш, у Tegra X1 у складі SHIELD TV є перевага у вигляді ліміту потужності, не обмеженого об'ємом акумулятора та пасивним охолодженням. TDP чіпа становить 15 Вт, а ядра Cortex-A57 досягають частот до 2 ГГц.

Але головна перевага Tegra X1 - надзвичайно потужний для даного класу графічний процесор на базі архітектури Maxwell, яка, як і наступні архітектури GPU NVIDIA, створювалася з акцентом на мобільні SoC. Tegra X1 містить два блоки SMM, тотожні таким у дискретних GPU архітектури Maxwell, і при частоті 1 ГГц характеризується піковою швидкодією в 512 GFLOPS. Для порівняння: це рівень топових геймерських відеокарт зразка 2006-2008 років. - GeForce 8800 GTX та GeForce 9800 GT. Більш того, навіть консолі PlayStation 3 та Xbox 360 мають повільніші GPU (400 і 240 GFLOPS відповідно).

NVIDIA Tegra X1, графічний процесор

Однак принадність уніфікації будівельних блоків GPU серед усіх чіпів NVIDIA не тільки у продуктивності. Tegra X1 сумісна як з OpenGL ES, так і з потужнішими десктопними API - такими як OpenGL 4.5, DirectX 12, Vulkan і CUDA, що полегшує портування ігор з ПК на Tegra X1 під керуванням Android. Втім, у плані підтримки OpenGL та DirectX чіпи NVIDIA більше не унікальні, тому що конкуруючі SoC вже набули такої функціональності.

Інша особливість Tegra X1, яка порівняно недавно з'явилася в дискретних GPU, полягає в підтримці формату чисел половинної точності (FP16), операції з якими виконуються ядрами CUDA на подвоєній швидкості щодо FP32. При цьому добра частина ігор для Android оперує саме FP16, а не FP32 форматом, стандартним для шейдерного коду десктопних додатків.

Окрема гордість творців Tegra X1 – її мультимедійний блок. SoC здатна декодувати формати H.264, HEVC (у тому числі з 10-бітним кольором) та VP9 при роздільній здатності аж до 4К та частоті кадрів 60 Гц, а також кодувати все перераховане у 4К з частотою 30 Гц. Серед інших сучасних SoC, які можуть опинитися в ТВ-приставках, можна порівняти можливості, мабуть, лише Qualcomm Snapdragon 820 і вище. Найбільш відомий і успішний суперник SHIELD TV в цій якості Apple TV взагалі не підтримує 4К і HEVC як такі.

SHIELD TV може не тільки декодувати 4К-відео, але й виводити його на екран із частотою 60 Гц за допомогою інтерфейсу HDMI 2.0b у всій повноті його можливостей: кольором з точністю 10 біт на канал та субдискретизацією (chroma subsampling) 4:4:4, високим динамічним діапазоном (HDR). Крім того, Tegra X1 підтримує захист контенту за стандартом HDCP 2.2, який є обов'язковою умовою для Netflix та подібних сервісів потокового мовлення в 4K. Звук SHIELD TV видає по кабелю HDMI, або на зовнішню звукову картуз інтерфейсом USB або через аналоговий роз'єм на геймпаді.

Виробник	NVIDIA
Модель	SHIELD	SHIELD PRO
SoC	NVIDIA Tegra X1
CPU	4×ARM Cortex A57 (2,0 ГГц, 2 Мбайт L2); 4 × ARM Cortex A53 (2,0 ГГц, 512 Кбайт L2)
GPU	GM20B (архітектура Maxwell): 256 ядер CUDA; 16 блоків накладання текстур;
Оперативна пам'ять	LPDDR4 SDRAM, 1600 МГц, 64 біт, 3 Гбайт
Накопичувач	eMMC 5.1 SSD, 16 Гбайт	2,5" SATA HDD, 500 Гбайт
Порти введення-виводу	2 × USB 3.0 (Type-A)	2×USB 3.0 (Type-A); 1 × USB 2.0 (Micro Type-A); 1 × Micro SDXC; 1 × інфрачервоний порт
Мережа	IEEE 802.11a/b/g/n/ac (2,4 та 5 ГГц, MIMO 2×2); 1× Bluetooth 4.1/BLE; 1 × Gigabit Ethernet
Маса, г	250	654
Габаритні розміри (Д × В × Г), мм	159×98×25,93	210 × 130 × 25
Операційна система	Android 7.0
Гарантійний термін, років	1
Роздрібна ціна (США, без податку), $ *	199,99	299,99
Роздрібна ціна (Росія), руб.	17 990	25 990

* За даними www.nvidia.com.

** За даними www.nvidia.ru.

Приставка SHIELD TV існує у двох модифікаціях, що відрізняються ціною та типом накопичувача: дебютна версія 2015 року, яка тепер називається SHIELD PRO, і новий SHIELD у зменшеному корпусі. Варіант PRO містить жорсткий диск об'ємом 500 Гбайт, а просто SHIELD TV - flash-пам'ять об'ємом 16 Гбайт. Проте в останньому випадку не йдеться про повноцінний SSD з шиною PCI Express, тому що ПЗУ підключається до Tegra X1 за інтерфейсом eMMC 5.1 з пропускною здатністю 400 Мбайт/с. Такий обмежений обсяг енергонезалежної пам'яті відображає призначення пристрою для хмарних сервісів, а не для локальної установкиігор. В останньому випадку, якщо ігри досить «важкі», доведеться покластися на зовнішній жорсткийдиск або флешку. До речі, зовнішні накопичувачі можуть бути відформатовані як у системі exFAT, і у NTFS.

Обидві моделі мають роз'єм Gigabit Ethernet та підтримують Wi-Fi стандарту IEEE 802.11ac з MIMO 2×2 (пропускна здатність 866 Мбіт/с на частоті 5 ГГц).

Пристрої продаються через сайт NVIDIA за цінами $ 199,99 і $ 299,99 або 17990 і 25990 руб. Це досить дорого для ТВ-приставки. Наприклад, Apple TV з ПЗУ обсягом 64 Гбайт коштує $199 або 15490 руб. Однак до SHIELD TV додається геймпад, не кажучи про незрівнянно більше потужному процесорі, можливості розширення та комунікації.

⇡ Зовнішній вигляд, комплект постачання

Оновлена версія ТВ-приставки SHIELD стилістично не відрізняється від SHIELD PRO, але завдяки зміні жорсткого диска на SSD габарити корпусу (і так компактного, тому що блок живлення — зовнішній) в площині вдалося скоротити на 30%. Коробочку можна встановлювати як горизонтально, так і вертикально — за допомогою підставки, що окремо купується за $19.

Механіка та ергономіка контролера, як і раніше, на висоті. NVIDIA лише зробила контролер менше порівняно з минулою версією та замінила вбудований тачпад чутливою смужкою, яка регулює гучність. Курсор миші, що він потрібен, переміщається правим стиком. У геймпад вбудований ЦАП/АЦП для підключення навушників або гарнітури, мікрофон дальньої дії та ІЧ-порт для керування аудіовідеотехнікою.

Також, на відміну від ранніх геймпадів, що входили в комплект SHIELD TV 2015 і SHIELD Tablet K1, пристрій з'єднується з приставкою за інтерфейсом Bluetooth, а не Wi-Fi Direct. Останній має меншу латентність, зате тепер геймпад можна без проблем підключити до ПК по радіоканалу, а не лише дротом. Приставка здатна одночасно працювати із чотирма контролерами.

Якщо підключити звичайну клавіатуру і мишу (як USB, так і Bluetooth), вони будуть працювати і в іграх під Android, і при трансляції ігор з хмари або локальної мережі. В інтерфейсі Android TV використання миші можливе, але не заохочується: в деяких програмах покажчик або зовсім не з'являється, або періодично замерзає.

Пульт дистанційного керування також змінили в новому виданні приставки (в комплекті з SHIELD PRO поставляється стара версія), прибравши роз'єм mini-jack і замінивши незнімний акумулятор із зарядкою від порту USB стандартною плоскою батареєю. Щоб ощадливо витрачати останню, пульт автоматично засинає, якщо не знаходиться в руках користувача. Як і в геймпаді, пульт має мікрофон дальньої дії та чутливу смужку керування гучністю.

Хоча маніпулятори з'єднуються з приставкою за інтерфейсом Bluetooth, і в геймпад, і в пульт вбудований універсальний ІЧ-передавач, за допомогою якого можна регулювати гучність телевізора або аудіоресивера. А можна й навпаки — керувати деякими функціями приставки за допомогою пульта якогось із пристроїв у ланцюжку HDMI за умови, що останні підтримують стандарт HDMI-CEC.

Крім «рідних» пристроїв, у SHIELD TV підтримуються геймпади Xbox (за допомогою USB-ресивера), ряд інших контролерів, джойстиків та веб-камер.Багато універсальні пульти дистанційного керування теж сумісні з приставкою, але треба пам'ятати, що вбудований ІЧ-приймач є тільки в SHIELD PRO.